通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
在3.1至10.6GHz超寬帶（UWB）頻率范圍內(nèi)的應(yīng)用需要分?jǐn)?shù)頻率帶寬較大的帶通濾波器。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）取消了中心頻率為6.85GHz、分?jǐn)?shù)帶寬（FBW）約為110%的UWB應(yīng)用，從而為低功耗的商業(yè)UWB應(yīng)用打開了3.1到10.6GHz的大門。
由于矩形槽可以用來精確調(diào)諧諧振器頻率，因此在具有矩形槽的多模諧振器（MMR）基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的微帶帶通濾波器，可以達(dá)到反射損耗大于10dB、插入損耗小于1.5dB、群延遲變化小于0.3ns的通帶性能。據(jù)最初的報(bào)道，使用帶階躍阻抗結(jié)構(gòu)的MMR時(shí)，會(huì)將前三個(gè)諧振模作為覆蓋整個(gè)UWB頻率范圍的帶通濾波器的一部分。
在參考文獻(xiàn)1中描述了一種采用背孔式微帶線MMR的UWB濾波器，這種濾波器具有較低的帶內(nèi)插入損耗，反射損耗為8dB。建議的濾波器設(shè)計(jì)使用MMR技術(shù)后，將帶內(nèi)反射損耗提高到了10dB，帶內(nèi)插入損耗則降低至2dB。帶兩個(gè)短的開路分支的小型濾波器設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)超寬上截止頻帶性能。根據(jù)參考文獻(xiàn)3中的描述，這種濾波器測(cè)得的低端3dB截止頻率為3.4GHz，高端為10.3GHz。即使所有上述UWB濾波器在寬UWB通帶上表現(xiàn)出了令人滿意的性能水平，但對(duì)于UWB頻率范圍內(nèi)的反射損耗和插入損耗性能水平的要求總是在不斷提高，而這種性能的提高可以利用改進(jìn)的MMR技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
在改進(jìn)的MMR UWB帶通濾波器設(shè)計(jì)中，前三個(gè)諧振模經(jīng)過構(gòu)建可以用來實(shí)現(xiàn)在整個(gè)通帶內(nèi)都具有低反射損耗的5個(gè)傳輸極點(diǎn)。借助早期的MMR濾波器設(shè)計(jì)可以對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)作出修改，將前三個(gè)諧振模進(jìn)行重新分配，使之靠近目標(biāo)UWB通帶的低端、中心和高端。
與此同時(shí)，輸入/輸出平行耦合的孤立區(qū)的耦合程度，在目前的MMR設(shè)計(jì)中有了很大的提高，從而顯著提升了通帶性能，這從計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）仿真和對(duì)原型濾波器的測(cè)量結(jié)果可以看出。CAE仿真預(yù)測(cè)的所有參數(shù)（包括插損/反射損耗和群時(shí)延），都在包括UWB通帶在內(nèi)的寬頻范圍內(nèi)得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
建議的UWB濾波器由一個(gè)位于中心區(qū)域的不均勻MMR和分別位于左區(qū)與右區(qū)的兩根相同耦合線組成。地線層上的背孔，不僅用于增強(qiáng)耦合線的耦合程度，而且用于實(shí)現(xiàn)MMR中從側(cè)邊到中心區(qū)域的特定阻抗比。眾所周知，可以通過修改這三個(gè)區(qū)域的阻抗比或MMR的長(zhǎng)度，來調(diào)整UWB通帶內(nèi)的頻散特性。
圖1顯示了新的MMR微帶帶通濾波器的拓?fù)浼捌潢P(guān)鍵參數(shù)，單位是毫米。與參考文獻(xiàn)1和2中的MMR設(shè)計(jì)相反，這種UWB帶通濾波器使用的是平行耦合的雙線結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)平行耦合線相比，這種耦合結(jié)構(gòu)有望增強(qiáng)輸入/輸出端口與MMR諧振器之間的耦合程度，從而增加UWB濾波器的S21幅度和通帶寬度。此外，像圖1所示那樣在MMR中開槽，將形成一種新的結(jié)構(gòu)，并提供了用于精確調(diào)整UWB濾波器中三個(gè)諧振器的新途徑。通過整合這些結(jié)構(gòu)，就可以完成具有良好通帶性能的UWB濾波器的設(shè)計(jì)和表征。
圖1：基于MMR的UWB帶通濾波器的拓?fù)鋱D。
